METABOLISMUL LIPIDIC

Lipidele sunt un grup de compusi organici care contin in structura lor acizi grasi (A.G.), liberi(A.G.L.) si esterificati cu glicerol in T.G., fosfolipide si colesterol.

Rolul lipidelor:

energetic: 1g lipide elibereaza 9,3 cal;

structural,  participa la structurarea membranelor celulare si a mitocondriilor;

de sustinere a unor organe;

termo si electroizolant;

solvent si vehicol pentru unele substante insolubile in apa ca vitaminele A,D,E,K, lipocromi;

in sinteza de P.G., tromboxan, leucotriene din acizi grasi precursori.

Dupa absorbtia lor la nivelul intestinului subtire ajung in sange (80 % pe cale limfatica, restul sanguina), de unde pot fi depozitate in tesutul adipos sub forma de lipide de rezerva, depozitate temporar in ficat sau supuse proceselor de beta oxidare la nivelul tesuturilor.

Dupa repartitia lor din organism, lipidele pot fi:

de constitutie prezente la nivelul structurilor celulare sub forma de lipoproteine;

de depozite sub forma de grasimi neutre dispuse in tesutul adipos(sursa importanta de energie);

de transport - lipidele plasmatice si umorale.

Acizii grasi A.G. 15-25 mg/dl

AG reprezinta 2% din totalul lipemiei; turnover-ul este foarte rapid cu timp de injumatatire de 2' - 3'. Fondul plasmatic de A.G.L. cuprinde cel putin 10 acizi grasi ca: palmitic, oleic, linoleic, stearic, arahidonic, palnitoleic.

Sursa de A.G. este alimentara(ac. linoleic si arahidonic) si endogena, sintetizati in ficat pe seama hidratilor de carbon (H.C.) sau a proteinelor.

Hiperlipacidemia reprezinta excesul de A.G.L peste 15 mg/dl, 0,4-0,6 mEq/l. Apare prin lipoliza intensa din: stress, alcoolism cronic, frig, fumatul prin activarea lipolizei, in hipertiroidism prin exces de tiroxina se potenteaza actiunea lipolitica a catecolaminelor prin activarea adenilciclazei pe o parte iar pe de alta parte se inhiba fosfodiesteraza.

Trigliceridele (T.G. )50-150 mg/dl

Sunt grasimi neutre, esteri ai glicerolului cu A.G. Contin trei molecule de AG (stearic, oleic, palmitic) si una de glicerol. Peste 90 % din lipidele tesutului adipos sunt T.G. TG circula in plasma ca lipoproteine (chilomicroni si VLDL). In cantitate mare produc ser lactescent. In 12 ore de post TG alimentare dispar din circulatie. Formarea lor are loc la nivel hepatic si adipocitar in perioada de post cat si din reesterificarea monogliceridelor intestinale postprandial. Deci testarea lor a jeun indica nivelul TG endogene.

Fosfolipidele  180-250 mg/dl

Sunt lipide ce contin una sau mai multe molecule de A.G., un radical de acid fosforic si o baza azotata (colina, serina, etanolamina).

Au rol in: structura membranelor biologice, mielina(sfingomielina); solubilizarea colesterolului din bila; mentinerea in suspensie a lipidelor din plasma; formarea chilomicronilor si a lipoproteinelor. Cele mai frecvente sunt: lecitine, cefaline, sfingomieline. Tromboplastina contine colina.

Colesterolul 150-220 mg/dl

Se gaseste in forma libera in special in tesuturi si sub forma esterificata (esteri de A.G.) mai ales in lipoproteinele plasmatice. Rolul colesterolului: intra in structura membranelor celulare si a organitelor intracitoplasmatice alaturi de fosfolipide; in structura lipoproteinelor serice; in sinteza acizilor biliari (sinteza acidului colic util sintezei de saruri biliare necesare digestiei si absorbtiei grasimilor); la sinteza hormonilor adrenali (hidrocortizon, aldosteron); la sinteza hormonilor sexuali (estrogeni, androgeni); depozitarea lui in stratul cornos al pielii, creste rezistenta ei la substante solubile in apa cat si la evaporarea apei prin piele; slab furnizor de energie prin A.G. eliberati din functia esterificata.

Sursele de colesterol

1. Sursa exogena aportul prin dieta obisnuita de 0,6 g/zi. Alimente bogate in colesterol sunt: creierul(3000 mg/100 g aliment); galbenus de ou 1700 mg %; rinichiul 350 mg %; untul 300 mg %; ficatul 250 mg %; grasimea de porc 100 mg %.

2. Sursa endogena de 1g/zi este reprezentata de colesterolul sintetizat in microzomii hepatocitelor, celulele pielii si intestinului, CSR, testicul, ovare, artere, tesut adipos. Sinteza porneste de la acetil - coenzima - A rezultata din metabolismul proteinelor, glucidelor sau lipidelor sub actiunea enzimei hidroximetilglutaril - coenzima A - reductaza - HMG - CoA reductaza.

Exista o corelatie stransa intre sursa endogena si cea exogena de colesterol astfel ca daca creste aportul exogen de colesterol este inhibata sinteza hepatica prin intermediul HMG - CoA - reductaza.

Nivelul colesterolului depinde de: aport; sinteza endogena; metabolizare si consum. Ficatul are rol principal in degradare si eliminarea C.

Eliminarea se face prin: transformarea in acizi biliari; excretie de steroli neutri in fecale; transformare in hormoni steroizi (sexuali, SR) si inglobarea in membrana celulelor sau in lipoproteine.

Lipoproteinele (L.P.)

Lipidele plasmatice se pot combina cu anumite proteine (apoproteine) si devin solubile in mediul apos sub forma de macromolecule lipoproteice (L.P.).

L.P. transporta lipidele de la locul de absorbtie (intestin) si sinteza (ficat) la periferie dar si transportul invers al colesterolului spre ficat pentru catabolizare si excretie. L.P. prezinta un miez hidrofob format din T.G. si esteri de colesterol si un invelis hidrofil format din colesterol liber, fosfolipide si apolipoproteine (A.P.L.).

Fig.VI.1. Structura unei LP

Apoproteine: prin metode chimice si imunologice au fost identificate mai multe tipuri ca: AI, AII, AIV, B₄₈, B ₁₀₀, CI-III, E_2-3-4.

Tipuri de L.P. in functie de densitatea lor.

Chilomicronii - densitate 0,98 g/ml, sursa: intestin, contin apoB48, AI, C, E.

Componente: proteine 2 %; lipide totale 98 % (T.G. 86 % colesterol si esteri 4 %), Originea exogena din lipide alimentare.

Preetalipoproteinele (very-low-density) VLDL

Densitate 1,006 g/ml, contin apo B 100, E, C. Sursa endogena din sinteza hepatica. Componente: proteine 10 %; lipide totale 90 %(T.G. 60 %, colesterol si esteri 19 %, F.L. 21 %). Transporta cca. 15 % din L. Plasmatice; dau caracter lactescent serului.

IDL 'intermediar - density - lipoproteins'.

Densitate 1006-1019, contin apo B100, provin din catabolizarea VLDL la LDL.

Beta lipoproteine 'low density' L.D.L.

Densitate 1019 - 1063; contin apo B100.

Sursa endogena: sinteza hepatica si intestinala; prin catabolizarea IDL. Componente: proteine 20 %; L.T. 80 %; T.G. 10 %; colesterol si esteri 60 %; F.L.30 %.

4a. Lipoproteina (a) Lpa-subclasa de LDL formata din LDL legat de o glicoproteina similara plasminogenului.

Alfa lipoproteinele 'high density' HDL, sunt L.P. cu densitate mare.

Densitatea 1,063 - 1,21; contin apo AI, AII, CII, CIII, E

Sursa endogena: sinteza hepatica si intestinala.

Subfractiuni HDL₁, HDL₂, HDL₃ Transporta cc.20 - 30 % din lipidele plasmei; are rol in metabolizarea colesterolului.

Metabolismul L.P. plasmatice parcurge mai multe etape:

1. Sinteza si excretia de L.P. 'native': chilomicroni in intestin; VLDL in ficat si HDL in intestin si ficat.

2. Formarea L.P. mature sau finale in urma schimburilor de apoproteine si lipide intre L.P. din circulatie: se deosebesc de cele native prin variatii fine ale continutului lipidic si apoproteine.

3. Catabolismul in 'cascada enzimatica' a chilomicronilor si VLDL mature sub actiunea LPL, enzima ce hidrolizeaza T.G. rezultand A.G.L. ce vor fi introdusi in tesuturile consumatoare.

4. O parte din IDL se transforma in LDL iar cealalta parte este preluata de artere, muschi, ficat si catabolizata.

5. O parte din L.D.L. bogate in colesterol esterificat vor patrunde in tesuturile extrahepatice unde cedeaza esteri de colesterol. Colesterolul liber care paraseste tesutul este acceptat pe HDL unde este esterificat prin LCAT.

Metabolismul LP se caracterizeaza printr-un mare dinamism, ele asigurand o repartitie armonioasa dupa necesitati a capitalului lipidic fie spre ficat, fie spre celulele consumatoare. Exista teritorii cu rol de formare a L.P.: ficat, intestin si teritorii cu rol de consum de catabolizare: tesut adipos, musculatura(striata, neteda) si ficat. Intre ele se interpune imensa suprafata a endoteliilor vasculare cu rol activ datorita prezentei L.P. - lipoproteinlipazei - ubicvitar raspandita (mai putin creierul). Enzimele implicate in metabolismul L.P. sunt: L.P.lipaza, lipaza hepatica(LH); LCAT, lipaza adipolitica.

Sub actiunea enzimelor L.P. bogate in T.G. devin mai mici imbogatindu-se in esteri de colesterol si asigurand o captare tisulara eficienta a A.G.L. inainte de catabolizarea finala.

Toate etapele metabolice sunt controlate de prezenta HDL care actioneaza ca un reglator cheie uleic asigurand:

dozarea cantitativa a penetrarilor impiedecand suprasaturarea celulara cu lipide datorita afinitatii HDL pentru receptorii LDL (o molecula HDL leaga 4 receptori LDL si ii blocheaza, pe cand o molecula LDL leaga doar un receptor).

datorita continutului bogat in apo CII, cofactor LPL asigura hidroliza T.G. prin transferul acestuia pe chilomicroni si VLDL;

prin continutul in apo A I, contribuie la esterificarea colesterolului pe care il exporta prin apo D(proteina de transfer a esterilor de colesterol).

transporta surplusul de colesterol din tesuturi, furnizeaza colesterol pentru sinteza de hormoni SR si favorizeaza sinteza prostaciclinei, a P.G. cu rol antiagregant si vasodilatator; efect antiaterogene;

avand molecula mica contribuie la exocitarea lipidelor prin penetrarea in spatiile interendoteliale pe care le epureaza.

2. Hiperlipoproteinemiile(HLP)

I.   HLP primare sunt afectiuni ereditare clasificate de Friederickson astfel:   

Dupa aspectul fenotipic, respectiv aspectul macroscopic al serului, ultracentrifugare si electroforeza(metode de separare) si examen biochimic al serului (lipide totale, COL,T.G.).

Mecanismul genetic de transmitere a determinat clasificarea HLP in afectiuni monogenice si poligenice.

Hipertrigliceridemiile

Hipertrigliceridemiile apar atunci cand L.P. bogate in T.G.(chilomicronii si VLDL) cresc singure sau combinate(respectiv tipurile I, IV, V).

Hiperchilomicronemia primara (HLP tip I).

Este determinata de un defect genetic cu transmitere autosomal dominanta de lipoproteine, lipaza sau apo CII. Mecanismul este reprezentat de scaderea catabolismului chilomicronilor si acumularea lor in plasma la peste 12 ore de la un pranz bogat in lipide.

Clinic se manifesta prin: crize repetate de pancreatita acuta(chilomicronii sub actiunea lipazei pancreatice sunt degradati incomplet, astfel ca T.G. si F.L.  elibereaza acizi grasi si lizolecitina ce pot incita autodigestia pancreasului); hepatosplenomegalia; xantoame si xantelasme(acumularea de chilomicroni in histiocite); lipemia retinalis(aspect palid al vaselor retiniene prin aspectul cremos al sangelui cand TG > 2000 mg/dl). Simptomatologia este ameliorata de restrictia lipidica.

Paraclinic: la 4° ser lactescent; la ultracentrifugare cresc chilomicronii(tip I); T.G. crescute; colesterol normal; administrarea de heparina (activator al lipoproteinlipazei) indica scaderea activitatii de clarifiere a serului; electroforeza apoproteinelor - apo CII scazut:

Hipertrigliceridemia familiala are doua forme.

forma severa (mixta, endogena si exogena);

forma moderata (endogena).

HLP familiala combinata

Este caracterizata de cresterea: LDL, VLDL, sau ambele(tip IIb). Pare a fi transmisa genetic dupa model semidominant; prezinta risc aterogen.

Paraclinic: cresterea raportului apo B/colesterol; ser opalescent; TG si Col crescute; electroforeza: benzi beta si prebeta distincte si intense.

Disbetalipoproteinemia (HLP tip III) reprezinta 5 % din HLP. Este caracterizata de acumularea in plasma de IDL rezultate din catabolismul partial VLDL si chilomicroni restanti.

Clinic: xantoame cutanate "xanthoma striata palmaris"; xantoame tuberoase la cot si genunchi; ASC precoce: artere, coronare, carotide, abdominale, periferice.

Paraclinic: ser lactescent; TG si Col crescute ; electroforeza: banda beta larga; prezente IDL si chilomicroni  restant; evidentierea homozigotilor E prin teste genetice.

Hipercolesterolemiile primare

1. Hipercolesterolemia familiala

Este o boala genetica cu transmitere autosomal dominanta realizand fenotipul HLP IIa. Se datoreaza unui deficit pe receptorii celulari pentru IDL si LDL si unei mutatii in molecula de apo b 100 astfel ca particulele de ILD sau HDL continand apo b100mutanta nu mai sunt recunoscute si captate de receptorii normali. Sunt aproximativ 150 mutatii alelice si boala apare intr-un raport de 1/500 persoane. Consecinta este blocarea catabolismului LDL si cresterea sintezei endogene de colesterol prin anularea mecanismului de feed-back negativ astfel ca nivelul colesterolemiei poate ajunge la 600 - 800 mg/dl.

Clinic: xantoame datorita acumularii Col in histiocite; xantelasme; arc cornean (Col. in cornee).

Paraclinic: ser clar; colesterol crescut; TG normale; la electroforeza fenotip II a cu intensificare b; evidentierea numarului redus de receptori pentru LDL pe fibroblaste cutanate sau pe limfocite.

2. Hipercolesterolemia familiala combinata

Este determinata de o combinatie a mai multor defecte minore a proteinelor implicate in absorbtia colesterolului, sinteza de acizi biliari, sinteza Col., sinteza sau catabolismul LDL.

3. Hiperproteinemia Lp(a) este o afectiune familiala caracterizata de cresterea expresiei genei care controleaza sinteza Lp(a). Se asociaza cu deficitul hormonal din menopauza si creste riscul aterogen.
4. HiCper a - lipoproteinemia

Este caracterizata de : cresterea HDL, cresterea moderata a colesterolului, realizeaza fenotipul VI. Este o boala monogenica transmisa autosomal dominant.

HDL creste dupa consum de alcool, estrogeni, efort fizic. S-a observat cresterea longevitatii si risc scazut ASC .

Hiperlipoproteinemiile secundare

Tipul I in: diabetul zaharat insulinopriv; alcoolism cronic; A.S.C pancreatita cronica.

Tipul II este caracterizat de crestere betaL.P. (colesterol) pre betaL.P. (T.G. endogene), apare in: hipotiroidism, S.N., icter mecanic.

Tipul III cu beta larga, cresc Col. si T.G. endogene, apare in colestaza si icter mecanic.

Tipul IV , cresc betaL.P (T.G. endogene), apar in: diabet zaharat; pancreatita; alcoolism cronic; glicogenoze; S.N.; hipotiroidism.

Tipul V: cresterea chilomicronilor (T.G. exogene); cresterea prebetaL.P (T.G. endogene), apare in: alcoolism cronic; diabet zaharat decompensat; pancreatita.

3.Ateroscleroza

Denumirea de ASC deriva din limba greaca, cu adresa la ingrosarea intimei arteriale "sclerosis"(indurare si acumulare de lipide(athere, terci).

OMS defineste ASC ca "un complex de modificari ale intimei arteriale, secundara acumularii locale de lipide, glucide complexe, sange, depuneri de calciu, producand modificari ale mediei".

ASC este una din cele mai frecvente afectiuni, heterogena, care se afla in primele cauze de morbiditate si mortalitate. In tarile dezvoltate reprezinta substratul cardiopatiei ischemice si a afectiunilor vasculare cerebrale.

Afecteaza vasele din inima, SNC, circulatia periferica(claudicatie), rinichi. ASC nu cuprinde vasul in totalitate, ci anumite segmente(coronara descendenta anterioara, regiunea proximala a arterei renale, bifurcatia carotidelor), se dezvolta in timp indelungat, are evolutie discontinua si se complica cu stenoza vasului, ectazie si boala anevrismala.

Initierea ASC

Acumularea si modificarea LP bogate in TG si Col prin legarea de constituentii matricei extracelulare(molecule de proteoglicani, exces de heparan sulfat

Recrutarea leucocitelor si formarea celulelor spumoase. In timpul formarii ateromului se acumuleaza monocite si limfocite prin intermediul moleculelor de adeziune si a receptorilor exprimati pe suprafata celulelor endoteliale. Dupa aderarea la endoteliu prin receptorii VCAM-1, monocitele si limfocitele penetreaza endoteliul si se localizeaza in intima. Fagocitele mononucleare se diferentiaza in macrofage care vor deveni celule spumoase incarcate cu lipide.

Transformarea fagocitelor mononucleare in celule spumoase necesita absorbtia de particule LP prin endocitoza mediata de receptori care pot fi specifici LDL sau receptori macrofagici de eliminarea reziduurilor responsabili de endocitoza LP modificate cat si receptorii pentru LP oxidate si VLDL.

Pe masura ce leziunile intimei se extind o parte din celulele spumoase sunt distruse, cel mai probabil prin apoptoza. Moartea fagocitelor produce in interiorul leziunii un miez necrotic bogat in lipide. Leucocitele fagocitare, endoteliile vasculare si celulele musculare netede pot produce ROS cu urmatoarele efecte: moduleaza cresterea celulelor musculare netede; pot anihila radicalii de NO.

Fig.VI.2.Formarea ateromului

Factori care influenteaza initierea ateromului

Endoteliul vascular. Primul factor incriminat este o microleziune endoteliala care ii creste permeabilitatea si permite trecerea L.P. din sange in spatiul subendotelial; A.G. sunt foarte iritanti si au efecte citotoxice pe endoteliu; celulele musculare netede contribuie la ingrosarea placii ateromatoase si ingustarea lumenului;

H.T.A. actioneaza prin: rupturi ale celulelor endoteliale prin modificari de hemodinamica; proliferarea microfilamentelor contractile din media vaselor la nivelul celulelor endoteliale; deschiderea jonctiunilor dintre C.E. prin aparitia microedemelor endoteliale; aderarea plachetara ca urmare a perturbarilor de reodinamica;

Substante vasoactive: angiotensina, catecolaminele, histamina, serotonina, modifica intima endoteliala.

Hipoxia produce solutii de continuitate la nivelul jonctiunii endoteliale si creste aterogeneza intr-un mediu hiperlipemic.

Complexe Ag-Ac produc microleziuni fie direct fie prin substante active eliberate; efecte mai mari la cei cu dezechilibre lipidice.

Trombocitele elibereaza amine ce cresc permeabilitatea vasculara; interactiunea trombocito-endoteliala este esentiala in procesul de aterogeneza; prin microleziune plachetele vin in contact cu masa de colagen subendotelial, agrega si initiaza formarea unui microtrombus care acopera endoteliul.

Vasul raspunde prin proliferarea celulelor musculare netede (factori de crestere, factori mitogeni) pe care se depun lipide si se organizeaza un tesut complex cu structura fibroasa; treptat se adauga noi straturi de mase lipoproteice si se organizeaza ateromul; administrarea de antiplachetare si antiagregante impiedica agregare si proliferarea musculara neteda

Fumatul prin hipoxie creste permeabilitatea endoteliilor; prin nitriti, cianuri si CO; prin stimulare simpatica de catre nicotina;cresterea viscozitatii plachetelor;

Sedentarismul.

Stressul declanseaza reactii simpatoadrenergice care mobilizeaza grasimile din depozite (lipokineza) si inhiba degranularea mastocitelor producatoare de heparina;

Sexul masculin si cel feminin la menopauza(estrogenii au efect favorabil),

Agenti infectiosi ca herpesul si clamydia, reactii imune sau autoimune.

Lipidele si derivatii lipidici: lipidele in concentratii mari pot deveni agresive; corpii cetonici maresc aterogeneza prin dezintegrarea endoteliala a arterelor si prin microtraumatismele produse asupra lor;

Colesterolul este constant crescut in ASC; depinde de varsta, sex; este in relatie directa cu hormonii sexuali, ASC. Un rol important in ASC il au L.P.

Intre ASC arterelor coronare si nivelul plasmatic al HDL este o relatie de inversa proportionalitate, explicata prin implicarea HDL in transportul centripet al colesterolului. HDL are efect antiaterogen si prin efect antioxidant si de inhibare a agregarii L.P. aterogene.

Glucidele. Bolnavii cu ASC prezinta modificari ale metabolismului glucidic. Alimentatia bogata in H.C. creste colesterolul si T.G. ASC este frecventa la obezi si diabetici.

La bolnavii cu ASC s-a constatat cresterea fibrinogenului si a inhibitorului activarii plasminogenului- PAI-1; niveluri crescute de homocisteina. Prin deficit de metilen tetrahidrofolat reductaza creste riscul de ASC(o crestere de 5μmol/l echivaleaza cu o crestere a colesterolului de 20mg/dl).

Evolutia si complicatiile ateromului

Fig.VI.3. Evolutia ateromului

Prezenta placii de aterom determina:

ingustarea lumenului vascular ce poate produce ischemie coronariana sau periferica manifestata prin claudicatie intermitenta;

indurarea peretelui si formarea de trombi de unde se pot produce embolii periferice;

anevrisme arteriale(largire localizata a peretelui) prin cresterea presiunii sau disecant cand este afectata si intima;

un anevrism rupt poate determina soc hemoragic, tamponada cardiaca sau insuficienta aortica;

tromboza la nivelul anevrismului sau embolie in alte teritorii.